Hva er elektromagnetisk stråling:
Elektromagnetisk stråling er en form for energi som sendes ut av bevegelige ladede partikler. Det er resultatet av forplantningen av elektromagnetiske bølger, som beveger seg bort fra opprinnelseskilden, som en strøm av fotoner.
Klassifisering av det elektromagnetiske strålingsspekteret
All elektromagnetisk stråling utgjør det elektromagnetiske spekteret, som er klassifisert avhengig av egenskapene til bølgene som utgjør det:
Radiobølger
Radiobølger er en type elektromagnetisk stråling med bølgelengder i det elektromagnetiske spekteret lenger enn infrarødt lys. Den har frekvenser mellom 300 gigahertz (GHz) og 3 kilohertz (kHz), bølgelengder mellom 1 mm og 100 km og kjører med lysets hastighet.
Kunstige radiobølger brukes til kommunikasjon, radarer og andre navigasjonssystemer, satellittkommunikasjon og datanettverk.
Mikrobølgeovn
Mikrobølgene som brukes i ovner til oppvarming av mat, er 2,45 GHz bølger som produseres ved akselerasjon av elektroner. Disse mikrobølgene induserer et elektrisk felt i ovnen, der vannmolekylene og andre komponenter i maten prøver å orientere seg i det elektriske feltet, absorberer energi og øker temperaturen.
Solen avgir mikrobølgestråling, som er blokkert av jordens atmosfære. Kosmisk mikrobølgeovn bakgrunnsstråling (CMBR) Kosmisk mikrobølgeovn bakgrunn Radiaton) er mikrobølgestrålingen som sprer seg gjennom universet og er en av basene som støtter teorien om universets opprinnelse ved den store eksplosjonen eller teorien om det store smellet.
Infrarødt lys
Infrarødt lys er elektromagnetisk stråling med bølgelengder større enn synlig lys: mellom 0,74 µm og 1 mm. Frekvensen av denne strålingen er mellom 300 GHz og 400 terahertz (THz). Disse strålingen inkluderer det meste av termisk stråling som sendes ut av objekter. Det infrarøde lyset som sendes ut av solen tilsvarer 49% av oppvarmingen av jorden.
Synlig lys
Lys er den elektromagnetiske strålingen som mennesker oppfatter med synssansen. Bølgelengdene for synlig lys er mellom 390 og 750 nm, og hver spektralfarge er plassert i et smalt lengdebånd.
| Farge | Bølgelengde |
|---|---|
| lilla | 380-450 nm |
| Blå | 450-495 nm |
| Grønn | 495-570 nm |
| Gul | 570-590 nm |
| oransje | 590-620 nm |
| rød | 620-750 nm |
Ultrafiolett lys
Ultrafiolett (UV) lys er en elektromagnetisk stråling som mottar dette navnet fordi det har bølgefrekvenser større enn fargen som mennesker identifiserer som fiolett. Den finnes i bølgelengdeområdet mellom 10 og 400 nm og med fotonenergi mellom 3 elektron-Volt (eV) og 124 eV. UV-lys er usynlig for mennesker, men mange dyr, som insekter og fugler, kan oppfatte det.
Solstråling fra UV er ofte delt inn i tre kategorier, fra laveste til høyeste energi:
- UV-A: bølgelengde mellom 320-400 nm
- UV-B: bølgelengde mellom 290-320 nm
- UV-C: bølgelengde mellom 220-290 nm.
Det meste av sol-UV-strålingen som når jorden er UV-A, den andre strålingen absorberes av ozon i atmosfæren.
Røntgenbilder
Røntgenstråler er elektromagnetisk stråling med høyere energi enn UV-stråling og med kortere bølgelengde, mellom 0,01 og 10 nm. De ble oppdaget av Wilhelm Röntgen på slutten av 1800-tallet.
Gamma-stråler
Gammastråler er den elektromagnetiske strålingen med den høyeste energien, over 100 keV, med en bølgelengde mindre enn 10 pikometer (1 x 10-13 m). De sendes ut av kjernen og forekommer naturlig i radioisotoper.
Effekter av elektromagnetisk stråling
Mennesker er omgitt av stråling som kommer utenfra, som vi bare er klar over den strålingen vi oppfatter gjennom sansene: som lys og varme.
Stråling kan klassifiseres i ioniserende og ikke-ioniserende, avhengig av deres evne til å ionisere stoffene de passerer gjennom. På denne måten ioniserer gammastråler på grunn av sitt høye energinivå, mens radiobølger ikke er ioniserende.
Mest ultrafiolett stråling er ikke-ioniserende, men all UV-stråling har skadelige effekter på organisk materiale. Dette skyldes UV-fotonets kraft til å endre kjemiske bindinger i molekyler.
En høy dose røntgenstråler på kort tid forårsaker strålingssyke, mens lave doser øker risikoen for strålekreft.
Anvendelser av elektromagnetisk stråling
Virkningen av elektromagnetisk stråling er viktig for livet på planeten Jorden. Samfunnet slik vi kjenner det i dag er basert på den teknologiske bruken vi gir til elektromagnetisk stråling.
Radio
AM-radiobølger brukes i kommersielle radiosignaloverføringer på frekvensen 540 til 1600 kHz. Metoden for å plassere informasjonen i disse bølgene er den med modulert amplitude, av den grunn kalles den AM. En bærebølge som har radiofrekvensens grunnfrekvens (for eksempel 1450 kHz) varierer eller moduleres i amplitude av et lydsignal. Den resulterende bølgen har en konstant frekvens mens amplituden varierer.
FM-radiobølger varierer fra 88 til 108 MHz, og i motsetning til AM-stasjoner er overføringsmetoden på FM-stasjoner ved frekvensmodulering. I dette tilfellet holder informasjonsbærerbølgen amplituden konstant, men frekvensen varierer. Derfor kan ikke to FM-radiostasjoner være mindre enn 0,020 MHz fra hverandre.
Diagnose og terapi
Medisin er et av områdene som får mest utbytte av bruk av teknologier basert på elektromagnetisk stråling. I lave doser er røntgenstråler effektive for å lage røntgenbilder, der bløtvev kan skilles fra hardt vev. På den annen side brukes røntgenstråles ioniseringskapasitet i kreftbehandling for å drepe ondartede celler i strålebehandling.
Trådløs kommunikasjon
De vanligste trådløse teknologiene bruker radio- eller infrarøde signaler; med infrarøde bølger er avstandene korte (fjernkontroll på TV) mens radiobølger når lange avstander.
Termografi
Ved hjelp av infrarød kan temperaturen på objekter bestemmes. Termografi er teknologien som gjør det mulig å bestemme temperaturen på objekter eksternt ved hjelp av infrarød stråling. Denne teknologien er mye brukt i det militære og industriområdet.
Radaren
Radar, utviklet i andre verdenskrig, er en vanlig anvendelse av mikrobølger. Ved å oppdage mikrobølgeekko kan radarsystemer bestemme avstanden til objekter.
- Elektromagnetisme
- Elektromagnetisk bølge.
